JP2003158511A - クロック同期はずれ検出回路及びそれを用いた光受信装置 - Google Patents
クロック同期はずれ検出回路及びそれを用いた光受信装置Info
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Abstract
信号のデータに対する同期はずれを確実に検出し得る同
期はずれ検出回路を得る。 【解決手段】 クロック信号を遅延回路1にて90度遅
延させたクロック信号を、FF2のデータ入力(D)と
して、このクロック信号をデータの変化点で読込む。こ
のFF2の反転出力とデータ信号との論理積をAND回
路3で得る。そして、この論理積出力をカウンタ回路4
でカウントし、このカウンタ回路4の出力によりクロッ
クのデータに対する同期はずれを検出する。すなわち、
データ信号に同期したクロックを90°遅延させてデー
タ信号の変化点を読込み、この読込み結果とデータ信号
との論理積で得られるパルス(同期はずれパルス)また
はパルスの立上がりをカウントして、この値が一定値以
上になるとクロック同期はずれ検出アラームを発出する
よう構成する。よって、同期はずれを確実に検出でき
る。
Description
検出回路及びそれを用いた光受信装置に関し、特に光受
信装置においてデータ信号に対するクロック信号の同期
はずれ状態を検出するためのクロック同期はずれ検出回
路及びそれを用いた光受信装置に関するものである。
化時に、アラームを発出することは、伝送路品質を保持
するのに必須の機能である。データ信号断やS/N劣化
を検出するのに一般におこなわれる方法の一つとして、
クロック再生をおこなうPLL(Phase Locked Loop )
回路の電圧制御発振器の周波数制御電圧を用いる方法が
ある。すなわち、データ断やS/N劣化時には、PLL
回路がロック状態から大きくはずれ、結果として、電圧
制御発振器の周波数制御電圧がロック状態の電圧から大
きずれるので、この周波数制御電圧が所定値ずれたとき
に、アラームを発出する方法である。
信号のS/Nが劣化すると、データ信号のジッタ(デー
タ信号本来の周波数近傍で、データ1ビット毎に周波数
が変動すること)が増えてランダムノイズに近づくの
で、PLL回路の電圧制御発振器をロック状態に引き込
むよう周波数制御電圧が大きく変動する。
合でも、実際には、データ信号に多少ジッタが存在して
おり、この場合でもPLL回路の電圧制御発振器をロッ
ク状態に引き込むよう周波数制御電圧が変動している。
したがって、従来のように電圧制御発振器の周波数制御
電圧を用いる方法では、正常時とアラーム時の判定のた
めのしきい値の設定が困難であり、S/N劣化やデータ
信号断のときに確実にアラームを発出することが不可能
となる。
在していても、クロック信号のデータに対する同期はず
れを確実に検出することが可能なクロック同期はずれ検
出回路を提供することである。
ク信号をデータ信号の変化点で読込む読込み手段と、こ
の読込み手段の読込み結果と前記データ信号との論理演
算をなす論理演算手段と、この論理演算出力を計数する
カウンタ手段とを含み、このカウンタ手段のカウント結
果により前記クロックの前記データに対する同期はずれ
を検出するようにしたことを特徴とするクロック同期は
ずれ検出回路が得られる。
ータ信号の変化点で読込む読込み手段と、この読込み手
段の読込み結果を計数するカウンタ手段とを含み、この
カウンタ手段のカウント結果により前記クロックの前記
データに対する同期はずれを検出するようにしたことを
特徴とするクロック同期はずれ検出回路が得られる。
期はずれ検出回路を含むことを特徴とるす光受信装置が
得られる。
延回路にて90度遅延させたクロック信号を、フリップ
フロップのデータ入力(D)として、このクロック信号
をデータの変化点で読込む。このフリップフロップの反
転出力とデータ信号との論理積をAND回路で得る。そ
して、この論理積出力をカウンタ回路でカウントし、こ
のカウンタ回路の出力によりクロックのデータに対する
同期はずれを検出する。すなわち、データ信号に同期し
たクロックを90°遅延させてデータ信号の変化点(立
上がりまたは立下がり)を読込み、この読込み結果とデ
ータ信号との論理積で得られるパルス(同期はずれパル
ス)またはパルスの立上がりをカウントして、この値が
一定値以上になるとクロック同期はずれ検出アラームを
発出するよう構成する。よって、同期はずれを確実に検
出できる。
の実施例を説明する。図1は本発明の実施例を示す回路
図である。図1において、本実施例は、入力データ信号
に同期したクロック信号(CLK)を90°遅延させる
遅延回路1と、この遅延回路1の出力をデータ入力
(D)とし、データ信号をクロック入力(C)とするD
フリップフロップ2と、このDフリップフロップ2の反
転出力とデータ信号との論理積を演算するAND回路3
と、このAND回路3からの出力パルスを計数し、この
計数したパルスの数が一定値以上になると、クロック同
期はずれ検出アラームを発出するカウンタ回路4とから
構成されている。
回路の動作説明をおこなう。図2は正常時すなわち周波
数同期時の動作波形例を示す図である。データ信号に同
期したクロック信号(CLK)を、遅延回路1により9
0°遅延したクロック信号をCLK90とする。なお、
この遅延回路1はクロック信号を正確に90度遅延する
必要はなく、約90度遅延させるものであれば良い。そ
の理由は、フリップフロップ2においては、データ信号
の変化点でクロック信号を読込むのであるから、正常時
において、データ信号の変化点がクロックパルスのハイ
レベルの中間点にくるような位相関係であればよいから
である。
にデータ信号のクロスポイントに一致している。このと
き、フリップフロップ2は常にCLK90のハイレベル
を読込むため、フリップフロップ2の反転出力は常にロ
ウレベルVLとなる。従って、AND回路3の出力は、
常にロウレベルVLとなる。このときカウンタ回路4は
カウントするパルスの入力が無いので、クロック同期は
ずれ検出アラームを発出しない。
示す図である。データ信号とクロック信号とが同期して
いないときは、データ信号とCLKの周波数がずれてい
るので、フリップフロップ2がCLK90を読込む位置
が毎回ずれていくことになる。すなわち、CLK90の
ハイレベルを読込む間は、フリップフロップ2の反転出
力はVLとなり、CLK90のロウレベルを読込む間
は、フリップフロップ2の反転出力はVHとなる。従っ
て、フリップフロップ2の出力がVHとなる間だけ、A
ND回路3の出力にデータ信号が出力される。
形例を示す図である。データ信号のS/N劣化はデータ
信号のクロスポイントのジッタ増加として現れる。この
場合、データ信号に同期しているものの、クロスポイン
ト位置の時間軸方向の分布に依存する確率でCLK90
のロウレベルVLを読込むことになる。このため、フリ
ップフロップ2の出力がVHなる間だけ、クロスポイン
ト位置の時間軸方向の分布に依存する確率で、AND回
路3の出力にデータ信号が出力される。
下がりが、データ信号のクロスポイントに一致している
が、CLKの立上がりが、データ信号のクロスポイント
に一致していてもよい。
例を図5に示す。カウンタ41は、同期はずれパルス、
または同期はずれパルスの立ち上がりの数をあらかじめ
決められた時間内にカウントし、同期はずれパルス、ま
たは同期はずれパルスの立ち上がりの数があらかじめ決
められた数以上になると、「1」を出力するものであ
る。
からの「1」出力がある毎に、データ端子Dの「1」を
読込んでDフリップフロップ43のデータ端子Dに
「1」を出力するものである。Dフリップフロップ43
は、リセットパルスを受ける毎に、Dフリップフロップ
42の出力を読込んで出力する。同期はずれパルス、ま
たは同期はずれパルスの立ち上がりがある一定値以上あ
る場合には、Dフリップフロップ42の出力が「1」と
なり、アラームとして「1」を出力する。
がDフリップフロップ42の出力を読込んだ直後に、カ
ウンタ41とDフリップフロップ42とをリセットする
という順序関係を確実にするために挿入されているもの
である。なお、回路設計上、読込みとリセットとの順序
関係が確実に行なわれるならば、特になくてもよいもの
である。
路4の動作を説明する。AND回路3からの同期はずれ
パルス、または同期はずれパルスの立ち上がりは、カウ
ンタ回路4内のカウンタ41に入力される。カウンタ4
1は、同期はずれパルス、または同期はずれパルスの立
ち上がりの数を、あらかじめ決められた一定時間内カウ
ントし、同期はずれパルス、または同期はずれパルスの
立ち上がりの数があらかじめ決められた数以上になる
と、「1」を出力する。このあらかじめ決められた一定
時間は、データ信号の周期よりも大であることは当然で
ある。
リセットパルスによりリセットされて同期はずれパル
ス、または同期はずれパルスの立ち上がりの数のカウン
トを開始する。あらかじめ決められた数に達すると、
「1」を出力する。Dフリップフロップ42はカウンタ
41からの「1」データ出力の立ち上がりで、データ端
子Dの「1」を読込んでその値を出力し、次のリセット
パルスが来るまで「1」を保持する。すなわち、あらか
じめ決められた時間(本実施例では、リセットパルスの
間隔)以内における同期はずれパルス、または同期はず
れパルスの立ち上がり数があらかじめ決められた数以上
存在する場合は、Dフリップフロップ42の出力は
「1」となる。
スの周期でDフリップフロップ42の出力を読出し、こ
のとき、Dフリップフロップ42の出力が「1」であれ
ば、アラームを発出する。
に説明する。時刻T1において、カウンタ41の出力は
リセットパルスでリセットされると同時に、同期はずれ
パルス、または同期はずれパルスの立ち上がりのカウン
トを開始する。しかし、時刻T1から時刻T2の間は、
この間の同期はずれパルス、または同期はずれパルスの
立ち上がりがないため、カウンタ41の出力およびDフ
リップフロップ42の出力は「0」のままであり、時刻
T2において、Dフリップフロップ43はDフリップフ
ロップ42の出力「0」を読込んでアラームを発出しな
い。
リセットパルスでリセットされると同時に、同期はずれ
パルス、または同期はずれパルスの立ち上がりのカウン
トを開始する。あらかじめ決められた「1」データの数
に達すると「1」を出力する。Dフリップフロップ42
は、カウンタ41の出力が「0」から「1」への変化点
でデータ端子の「1」を読込んで、時刻T3のリセット
パルスが来るまで「1」出力を保持する。時刻T3で
は、Dフリップフロップ43は、時刻T3直前のDフリ
ップフロップ42の出力「1」を読込んで、その出力は
「1」となり、アラームが発出される。
れパルス、または同期はずれパルスの立ち上がりがない
ので、カウンタ41の出力およびDフリップフロップ4
2の出力はともに「0」となる。時刻T4において、D
フリップフロップ43はDフリップフロップ42の出力
「0」を読込んで「0」を出力し、アラームは解除され
る。
パルス、または同期はずれパルスの立ち上がりがわずか
にあるが、所定の数に満たないため、カウンタ41の出
力およびはDフリップフロップ42の出力は「0」のま
まであり、時刻T6においてもDフリップフロップ43
は、Dフリップフロップ42の出力「0」を読込んでア
ラームを発出しない。この状態は、データ信号のジッタ
によりクロスポイント位置が時間軸方向にある確率で分
布するために現れる同期はずれパルス、または同期はず
れパルスの立ち上がりであり、真に同期はずれを起こし
ているわけではないので、アラームを発出してはならな
い。
4の他の構成を示す図である。カウンタ51はAND回
路3からの同期はずれパルス、または同期はずれパルス
の立ち上がりの数をタイマ52で定められる一定時間カ
ウントする。一定時間経過後はリセットされ、再びタイ
マ52で定められる一定時間カウントを始める。
を与え、設定された時間経過後カウンタ51をリセット
する。比較器53はカウンタ51でカウントした同期は
ずれパルス、または同期はずれパルスの立ち上がりの数
が、あらかじめ決められた数以上の場合、アラームを発
出する。
動作を説明する。AND回路3からの同期はずれパル
ス、または同期はずれパルスの立ち上がりはカウンタ回
路4に入力される。カウンタ回路4のカウンタ51は、
時刻T1から同期はずれパルス、または同期はずれパル
スの立ち上がりの数をカウント開始し、時刻T2でカウ
ントを終了し、カウント結果を比較器43に出力する。
した同期はずれパルス、または同期はずれパルスの立ち
上がりの数をあらかじめ決められた設定値と比較して、
設定値以上ならばアラームを発出する。時刻T2におい
て、タイマ52はカウンタ51をリセットし、カウンタ
51は再び同期はずれパルス、または同期はずれパルス
の立ち上がりの数をカウントし始める。
パルス、または同期はずれパルスの立ち上がりの数をカ
ウントし、時刻T3に比較器53に出力する。時刻T2
から時刻T3の間に、カウンタ51がカウントした同期
はずれパルス、または同期はずれパルスの立ち上がりの
数は、比較器53の設定値以上となってアラームを発出
する。
用いられる光受信装置において、伝送路品質を保持する
ために種々の規定がITU(International Telecommun
ication Union )で定められている。この様な光通信シ
ステムでは、データ信号の同一符号の連続(符号「1」
または「0」が連続すること)する許容ビット数の最大
値は、ITUの規定によれば、72ビットと定められて
いる。この様に同符号連続のビット数が大なる場合に
は、図1に示した構成に代えて、図8に示す構成が考え
られる。すなわち、図8においては、図1に示したAN
D回路3を省略して、フリップフロップ2の反転出力を
直接カウンタ回路4へ入力し、このフリップフロップ2
の反転出力をカウンタ回路4にてカウントする構成であ
る。
ある。データ信号として、同符号連続が多ビットであ
り、この場合、カウンタ回路4のカウント周期を、許容
ビット数の最大値(72ビット)よりも、極めて大に設
定しておけば、図9のフリップフロップ2の反転出力を
カウンタ回路4で直接カウントして、このカウント値を
所定基準値と比較することで、アラーム発出が可能とな
ることは明白である。
検出回路は、上述した光受信装置に使用すると効果的で
あり、論理回路構成であるので、IC(LSI)化が容
易に可能となり、光受信装置のLSI化に好適となるも
のである。
ータ信号に同期したクロックを90°遅延させ、この遅
延クロックをデータ信号の変化点(立ち上がりまたは、
立ち下がり)で読込み、この読込み結果とデータ信号と
の論理積で得られるパルス(同期はずれパルス)、また
はパルスの立ち上がりをカウントして、この値が一定値
以上になるとクロック同期はずれ検出アラームを発出す
るようにしたので、同期はずれを確実に検出できるとい
う効果がある。
信号の変化点(立ち下がりまたは、立ち上がり)で読み
込むため、データ信号のジッタ幅がクロックのハイレベ
ルの幅以内であればアラームを発出する事がない、すな
わちデータにジッタが存在する場合でも誤動作がないと
いう効果もある。
で、アラーム発出のしきい値となる同期はずれパルスの
数を容易に決めることができ、データのジッタ等ノイズ
に強い。また、カウント時間を容易に設定できるので、
アラーム発出時間設定の自由度が大きい。
ャートである。
タイミングチャートである。
ングチャートである。
ある。
ャートである。
を示す図、(B)はその動作を示すタイミングチャート
である。
る。
Claims (16)
- 【請求項1】 クロック信号をデータ信号の変化点で読
込む読込み手段と、この読込み手段の読込み結果と前記
データ信号との論理演算をなす論理演算手段と、この論
理演算出力を計数するカウンタ手段とを含み、このカウ
ンタ手段のカウント結果により前記クロックの前記デー
タに対する同期はずれを検出するようにしたことを特徴
とするクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項2】 前記クロック信号を約90度遅延する遅
延器を更に含み、前記読込み手段はこの遅延クロック信
号を読込むようにしたことを特徴とする請求項1記載の
クロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項3】 前記読込み手段は、前記遅延器による遅
延クロック信号をデター入力とし前記データ信号をクロ
ック入力とするフリップフロップであることを特徴とす
る請求項2記載のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項4】 前記論理演算手段は、前記フリップフロ
ップの反転出力と前記データ信号との論理積を出力する
論理積回路であることを特徴とする請求項3記載のクロ
ック同期はずれ検出回路。 - 【請求項5】 前記カウンタ手段は、一定時間毎に前記
論理演算出力を計数して計数値が所定値に達した時に同
期はずれを示す検出信号を生成するよう構成されている
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のクロック
同期はずれ検出回路。 - 【請求項6】 クロック信号をデータ信号の変化点で読
込む読込み手段と、この読込み手段の読込み結果を計数
するカウンタ手段とを含み、このカウンタ手段のカウン
ト結果により前記クロックの前記データに対する同期は
ずれを検出するようにしたことを特徴とするクロック同
期はずれ検出回路。 - 【請求項7】 前記クロック信号を約90度遅延する遅
延器を更に含み、前記読込み手段はこの遅延クロック信
号を読込むようにしたことを特徴とする請求項6記載の
クロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項8】 前記読込み手段は、前記遅延器による遅
延クロック信号をデター入力とし前記データ信号をクロ
ック入力とするフリップフロップであることを特徴とす
る請求項7記載のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項9】 前記カウンタ手段は、一定時間毎に前記
読込み手段の出力を計数して計数値が所定値に達した時
に同期はずれを示す検出信号を生成するよう構成されて
いることを特徴とする請求項6〜8いずれか記載のクロ
ック同期はずれ検出回路。 - 【請求項10】 前記カウンタ手段は、入力を一定時間
毎にカウントするカウンタと、このカウンタ値と前記所
定値とを比較する比較手段とを含み、この比較結果を同
期はずれ検出信号としたことを特徴とする請求項1〜9
いずれか記載のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項11】 前記カウンタを前記一定時間毎にリセ
ットするための手段を、更に含むことを特徴とする請求
項10記載のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項12】 前記カウンタ手段は、入力を一定時間
毎にカウントして前記所定値に達した時に出力レベルが
遷移するカウンタと、前記カウンタの出力レベル遷移タ
イミングで所定レベルを取り込んで前記一定時間保持す
る第一のフリップフロップと、この第一のフリップフロ
ップの保持レベルを前記一定時間毎に取り込んで保持す
る第二のフリップフロップとを含み、この第二のフリッ
プフロップの保持出力を同期はずれ検出信号としたこと
を特徴とする請求項1〜9いずれか記載のクロック同期
はずれ検出回路。 - 【請求項13】 前記カウンタと前記第一のフリップフ
ロップを前記一定時間毎にリセットするリセットパルス
を生成する手段を、更に含むことを特徴とする請求項1
2記載のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項14】 前記リセットパルスは、前記第二のフ
リップフロップのデータ取り込みタイミングパルスとし
ても使用されることを特徴とする請求項13記載のクロ
ック同期はずれ検出回路。 - 【請求項15】 前記データ取り込みタイミングパルス
を所定時間遅延して前記リセットパルスとして出力する
遅延手段を、更に含むことを特徴とする請求項14記載
のクロック同期はずれ検出回路。 - 【請求項16】 請求項〜15いずれか記載のクロック
同期はずれ検出回路を含むことを特徴とする光受信装
置。
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JP2001355446A JP3637014B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | クロック同期はずれ検出回路及びそれを用いた光受信装置 |
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